CH371965A - Suspension hydropneumatique pour véhicule - Google Patents

Description

  Suspension     hydropneumatique    pour     véhicule       La présente     invention    a pour objet une     s#uspen-          sion    hydropneumatique pour     véhicule        constituée    d'un  piston     coulisant    à     l'intérieur        d'un        cylindre,    la tige du       piston    étant     reliée    à l'une des deux     parties,    suspen  due et non suspendue, du     véhicule,

      le     cylindre    à       l'autre        partie    et     comprenant    une chambre pneumati  que     remplie    d'un fluide compressible et un ensemble  d'au     moins    deux     chambres        hydrauliques        remplies     d'un fluide     incompressible        circulant    de l'une à l'au  tre, sous     l'effet    du déplacement du piston, à travers  un     canal        muni    d'un     étranglement    et d'un clapet d'évi  tement.  



  De telles     suspensions,    dans .lesquelles     l'étrangle-          ment        produit    les pertes de charge     hydraulique        créant     l'amortissement, sont     connues.    Dans les     réalisations          existantes,        cependant,        le    coefficient     d'amortissement     ne varie,     grâce    au     clapet    d'évitement,

   que suivant le  sens du mouvement     relatif    de la partie suspendue     par          rapport    à la partie non suspendue,     c'est-à-dire    sui  vant que le     véhicule        s'écrase    au sol ou qu'il rebondit.

    Ces     réalisations    ne prévoient pas une variation auto  matique du coefficient d'amortissement en fonction  de la masse suspendue ce qui     améliorerait    :le     confort     et la tenue de route des     véhicules    comme les ca  mions, les véhicules     utilitaires,    les     engins    de chan  tier, etc.,     dans        lesquels    la masse     suspendue        varie     fortement     suivant        qu'ils    sont chargés ou vides.

   C'est  là un     premier        inconvénient    des     suspensions        connues.     Celles-ci ne permettent pas non plus     d'adapter    auto  matiquement le coefficient     d'amortissement    à la vi  tesse d'oscillation de la partie     suspendue    par rapport  à la     partie    non     suspendue,        c'est-à-dire    à la   dureté    du choc éprouvé par un     véhicule        rencontrant    une     ir-          régularité    de route.

   Or cette  <  dureté   dépend de la  vitesse de croisière du     véhicule,        .i    bien que les sus  pensions     connues    rendent la tenue de route     comme          le    confort dépendant de cette     vitesse    de     croisière,          ce    qui     représente    deux     inconvénients    de plus.

      La présente     invention    a     pour    but     d'éliminer        ces          inconvénients    en     proposant    une suspension caracté  risée par le     fait    que     l'étranglement        comporte    un or  gane     mobile        faisant    varier     l'aire    de la section de pas  sage et     qu'un        organe        manométrique,

      disposé     -en     amont de     l'étranglement    et     sensible    à la     pression        ins-          tantanée    au     sein    du     fluide        incompressible,        commande     la     position    de     cet    organe mobile.  



  Le     dessin    annexé représente, schématiquement et  à     titre    d'exemple, deux     formes        d'exécution    de 1a sus  pension faisant l'objet<B>de</B> l'invention.  



  La     fig.    1     montre        une    coupe     longitudinale    de l'en  semble de la     suspension.     



  La     fig.    2 montre, en coupe     longitudinale        mais    à  une     échelle    agrandie, une autre forme     d'exécution     d'une     partie    de la     fig.    1.  



  La     fig.    3     représente    une coupe     transversale    de  cette     partie,    suivant la     ligne        III-III    de la     fig.    2.  Comme le     montre    la     fig.    1, la     suspension    se com  pose d'un     cylindre    1,     dans    lequel     coulisse    un     piston     2.

   Le     cylindre    1     est    fermé par un     chapeau    3     muni     d'un     anneau    de fixation 4 ; le piston 2 est     fixé    à       l'extrémité    d'une tige 5, creuse, munie à     l'autre        extré-          mité        d'un        anneau    de fixation 6.

   Le piston 2 est, de       plus,    muni d'un nez 7 auquel est     attachée    de     manière     étanche, par     exemple    à     l'aide    d'une rondelle<B>9</B> et<B>de</B>  vis 10,     l'extrémité    rentrante     8a    d'une membrane sou  ple 8     ayant    la forme d'un manchon cylindrique ren  trant.

       L'autre        extrémité        8b    de cette     membrane    8 est       fixée    de     manière    étanche au     cylindre    1, par exemple       par        serrage        sous        le    chapeau 3 à l'aide de vis 11.  



  L'espace compris     entre    le chapeau 3, la mem  brane 8 et le nez 7     est        rempli    d'un     fluide        compressi-          ble    et forme     ainsi    une chambre     pneumatique    12.

    L'espace     annulaire        compris    entre le nez 7, la mem  brane 8, le     cylindre    1 et la face     antérieure        2a    du  piston 2     forme    une première chambre     hydraulique     13,     tandis    que     l'espace        annulaire        compris    entre le      cylindre 1, la face postérieure     2b    du piston 2 et la  tige 5 forme une     seconde    chambre     hydraulique    14.

         Ces    deux chambres     hydrauliques    13 et 14     sont        reliées          entre        elles,        par        l'intermédiaire    d'une chambre     d'amor-          tissement        lfi        forniée    par l'évidement de la     tige    creuse  5,

   grâce à un     passage    15 ménagé     entre    la face     an-          térieure        2a    du piston 2 et cette chambre     d'amortisse-          ment    16 d'une part,     et    un canal 17     faisant        commu-          niquer    cette     chambre        d'amortissement    16 avec la  chambre     hydraulique    14     d'autre    part.

       L'ensemble    des  chambres hydrauliques 13 et 14 et de la chambre       d'amartissement    16 est rempli d'un fluide     incom-          pressible.     



  Les diamètres du     cylindre    1, de la tige 5 et du  nez 7 sont     choisis    de     manière    que la     variation    de vo  lume de l'une des chambres     hydrauliques    13 et 14,       consécutive    à un     déplacement    du     piston    2 par rap  port au     cylindre,    soit égale et de     sens    opposé à la       variation    de     volume    de l'autre,

   de sorte q<B>u</B>e le vo  lume     total    qui est .à     disposition    du fluide     incompres-          sible    soit     constant    et indépendant de la position du       piston    2.  



  Le canal 17     comporte        un        tronçon    18 à l'intérieur  duquel se trouve un     disque    19     solidaire    d'un     piston     20 qui     coulisse    dans un     cylindre    21     solidaire    de la       tige    5 et débouchant à     l'extérieur    de la suspension.

    Un organe     élastique,    par exemple un     ressort    22, équi  libre la force due à la     pression    du     fluide        incompres-          sible        contenu    dans la chambre     d'amortissement    16 et  donne au disque 19 une position axiale     qui    dépend  de cette pression, de     sorte    que, la surface     intérieure     23 du tronçon 18 du     canal    17 ayant une     forme    non       cylindrique,

      le passage compris     entre    le disque 19 et  le tronçon 18     forme    un étranglement 24 dont l'aire  varie en     fonction    de cette     pression.     



  Un clapet d'évitement,     formé        par    exemple d'une  soupape 25 qui obture, sous     l'effet    d'un     ressort    26  prenant     appui        sur        la,    paroi de la tige 5,     un        orifice    27  ménagé     dans    le     canal    17, relie     directement    ce     canal     17 avec la chambre d'amortissement 16.  



  Le     fonctionnement    de la suspension est le sui  vant: lorsque le     piston    2, poussé par la tige 5, s'en  fonce dans le     cylindre    1, le volume de la     chambre          hydraulique    14 augmente de     sorte    que le fluide     in-          compressible    s'écoule     dans    le sens     représenté    par     les     flèches 30     et    31.

   La différence des     .pressions,        résul-          tant    de la     perte    de charge entre l'amont et l'aval de       l'étranglement    24, agit dans le même     sens    que le  ressort 26 ;

   le     clapet    d'évitement est donc fermé et  le fluide est     obligé    de traverser     l'étranglement    24, la       perte    de charge provoquant un amortissement     dépen-          dant    de     l'aire    de cet étranglement, donc     de    la posi  tion du     disque    19.  



  Lorsque le piston 2, tiré par la     tige    5, recule,       l'écoulement    du fluide     incompressible    a     lieu    dans le       sens    inverse, indiqué     par    les flèches 32 et 33. La dif  férence des     pressions        dynamiques        résultant    de la  perte décharge     entre    l'amont et l'aval de     l'étrangle-          ment    24 agit alors à l'inverse du ressort 26.

   La sou  pape 25     libère    l'orifice 27 et le     fluide        incompressible            s'écoule    directement du canal 17 dans la chambre       d'amortissement    16 en     évitant    l'étranglement 24.  



       On    voit que lors du recul du     piston    2,     c'est-à-dire,          l'anneau    6     étant        attaché    à la roue et     l'anneau    4 au       châssis,        l'un    et     l'autre    non représentés, du véhicule,  lorsque le véhicule franchit un creux de la route,

   le       coefficient        d'amortissement    de la     suspension    est     dé-          terminé    par la perte     de    charge à travers     l'orifice    27.

    Lors de     l'enfoncement    du .piston 2,     c'est-à-dire    lors  que le     véhicule        franchit    une bosse de la route, le       coefficient        d'amortissement    est     déterminé    par la perte  de     charge    à travers     Z'étranglement        24.    Cette     perte    de       charge    dépend de l'aire de l'étranglement 24, donc  de la position du     disque    19 ;

   cette     dernière,    à son  tour, dépend d'une part de la pression     instantanée     régnant dans la chambre 16, qui, la     membrane    8       étant    souple, est égale à la pression instantanée dans  le     coussin    pneumatique 12, d'autre part de la     perte     de     charge    à travers l'étranglement 24, donc de la  vitesse     d'enfoncement    du piston 2.

   Le     coefficient          d'amortissement    est donc     fonction        finalement        des          trois    variables:     masse    suspendue,     vitesse        relative    de  la     masse    suspendue par rapport à la masse non sus  pendue,

   sens de cette vitesse     relative.    La loi suivant  laquelle le coefficient     d'amortissement    dépend de     ces     trois variables est     déterminée    par la     dimension    de       l'orifice    27 du     clapet    d'évitement d'une     part    et par la  forme de     @la        surface        intérieure    23 du     tronçon    18     d7au-          tre    part.

   Le     constructeur    a une grande     latitude    pour  donner à     cette        dernière    la forme requise     dans        les    di  vers cas pratiques.  



  L'avantage de la suspension     décrite        réside    dans le  fait que son     amortissement    dépend de la masse sus  pendue du véhicule et varie en     fonction    du     débatte-          ment        instantané    de la roue et de la vitesse     d7oscilla-          tion        instantanée    de     cette    dernière.

   En d'autres     termes,          l'amortissement    s'adapte     automatiquement    à la charge  du véhicule, à la hauteur de la     dénivellation        franchie          et    à la     vitesse    de     croisière    à     laquelle  ce franchisse  ment a     lieu.    D'où un confort et     une    tenue de route       accrus.    Un autre avantage réside     dans        1e    fait que le       coussin    pneumatique est     limité   

       par    une     membrane     souple. Cela     élimine    les problèmes     d'étanchéité    du       coussin        pneumatique.     



  Un     autre    avantage résulte de     ce    que la sépara  tion     entre    le     fluide        compressible    et le     fluide    incom  pressible à l'aide de la membrane 8     élimine    les     incon-          vénients    résultant     d'une        émulsion    de l'un     dans        l'autre.     



  De     plus,    le fait que la membrane n'a     pas    à     résis-          ter    à la     pression    régnant au sein du     coussin        pneuma-          tique,        puisqu'elle    s'appuie sur le fluide     incompressible     et sur le     cylindre,    permet de la choisir très     mince,     donc très souple.

       Son        élasticité    propre n'a donc     pas          d'influence    sur     les        caractéristiques    de la suspension.  



  La     forme        d'exécution    représentée à la     fig.    2 a  l'avantage qu'une     seule    et même pièce sert à la fois  de tronçon profilé du canal     d'écoulement    et de clapet  d'évitement.

   Le canal 17 contient une     douille    50,  profilée     intérieurement,    qui peut     coulisser    à son     inté-          rieur.    Cette     douille    50 se     trouve        maintenue        appliquée          par    sa partie arrière     50d    contre un épaulement 51      ménagé     dans    ce canal 17, par un     ressort    52,     qui     prend     appui        sur    le piston 20.

   La paroi de cette       douille    50 comporte au moins un passage, en l'oc  currence une rainure 53 sur sa surface extérieure, dis  posé de façon à     établir    une     communication        directe          entre    la chambre d'amortissement 16 et     l'intérieur    du  canal 17     lorsque    la douille 50 :est éloignée de l'épau  lement 51 et à être obturé lorsque la     douille    50 est       appliquée    sur cet     épaulement    51.

   On voit que,     dans     cette     forme    d'exécution, la     douille    50 sert de     clapet     d'évitement, la     lumière    54 comprise entre la face ar  rière     50d        et        l'épaulement    51 jouant le même rôle que       l'orifice    27     (fig.    1) de la forme d'exécution     décrite     plus haut.

   La surface     :intérieure    23     die    cette     douille     a la forme profilée     nécessaire    pour     faire        varier    l'aire  de l'étranglement 24 selon la loi requise.

   On voit  que, dans cette     forme        d'exécution,        une    seule et même       pièce    sert à la     fais    de tronçon profilé     et    de clapet       d'évitement,        ce    qui     simplifie    la     construction.        Comme     variantes, on     peut    prévoir, au     lieu    des     rainures    53,  53a et     53b    , de simples plats usinés sur la surface ex  térieure de la     douille    50,

   -ou des trous     longitudinaux          dans    sa paroi. Il     suffit    que les passages     ainsi    formés       débouchent    sur la face     50a    de la douille 50 à une  distance de l'axe qui soit supérieure au     diamètre    inté  rieur de     l'épaulement    51.

Claims (1)

1. REVENDICATION Suspension hydropneumatique pour véhicule constituée d'un piston coulissant à l'intérieur d'un cy- lindre, la tige du piston étant reliée .à l'une des deux parties, suspendue et non suspendue, du véhicule et le cylindre à l'autre partie, comprenant une chambre remplie d'un fluide compressible .et un :

   ensemble d'au moins deux chambres hydrauliques remplies d'un fluide incompressible circulant de l'une à l'autre sous l'effet du déplacement du piston à travers un canal muni d'un étranglement et d'un clapet d'évite ment,

   caractérisée par le fait que l'étranglement com- porte un organe mobile faisant varier l'aire de la section de passage et qu'un organe manométrique, disposé en amont de l'étranglement et sensible à la pression instantanée au sein du fluide incompressible, commande la position de cet organe mobile.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Suspension hydropneumatique selon la reven dication, caractérisée par le fait .que ledit organe mo bile est un disque disposé coaxialement à l'intérieur d'un tronçon dudit canal et mobile axialement,

   la sur face intérieure de ce tronçon étant de révolution et profilée selon une méridienne telle que la section de passage en forme de couronne circulaire, comprise entre le disque et cette surface intérieure et formant ledit étranglement, ait une aire dépendant de la posi tion axiale du disque,

   celui-ci étant relié audit organe manométrique. 2. Suspension hydropneumatique selon la reven dication et la sous-revendication 1, caractérisée par le fait que ledit organe manométrique est formé d'un piston qui, coulissant dans un cylindre débouchant à l'extérieur de la suspension,

   a une de ses deux fa ces en contact avec l'air ambiant et l'autre face en contact avec le fluide incompressible, et d'un organe élastique agissant sur ce piston pour équilibrer la force exercée par le fluide incompressible et lui don ner une position déterminée par la pression régnant au sein de ce fluide incompressible,

   ce piston étant relié audit disque. 3. Suspension hydropneumatique selon la reven dication et les sous-revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que ledit disque est fixé coaxialement à l'extrémité dudit piston. 4.

   Suspension hydropneumatique selon la reven- dâlcation et les sous-revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que ledit tronçon :est formé d'une douille dont la surface intérieure a le profil :

   requis pour co opérer avec ledit disque et dont la paroi porte au moins un passage longitudinal qui est obturé lorsque cette douille, qui peut coulisser à l'intérieur dudit ca nal, s'appuie sur un épaulement intérieur de ce canal contre lequel un organe élastique la presse :

   en l'ab sence de force antagoniste créée .par la circulation du fluide incompressible, de sorte que cette douille forme un clapet d'évitement de l'étranglement.

   5. Suspension hydropneumatique selon 1a reven dication, caractérisée par le fait que le canal reliant les deux chambres hydrauliques :

   est disposé à l'inté rieur de la tige du pitson, une première chambre hydraulique étant formée de l'espace compris enture le cylindre, la face avant du piston et la chambre pneumatique, une seconde chambre hydraulique étant formée de l'espace compris entre le cylindre, la face arrière du piston et sa tige,

   le piston étant traversé par un passage mettant ,en communication sa face avant et l'intérieur de sa tige. 6.

   Suspension hydropneumatique selon la reven- dication et la sous-revendication 5, caractérisée par le fait que la paroi séparant la chambre pneumatique et la première chambre hydraulique est constituée d'une membrane souple étanche de façon que la pression régnant au sein duRTI ID="0003.0226" WI="9" HE="4" LX="1515" LY="1862"> fluide incompressible soit égale à celle régnant au

   serin. du fluide compressible. 7. Suspension hydropneumatique selon la reven dication et les sous-revendications 5 et 6, caractéri- sée par 1e fait que ladite membrane souple a la forme d'un manchon cylindrique rentrant dont la partie large est attachée au fond du cylindre et dont

   la par- tie rentrante est attachée au piston par l'intermédiaire d'un nez prévu .à cet effet sur la face antérieure de ce piston. 8.

   Suspension hydropneumatique selon la reven dication et la sous-revendication 5, caractérisée par le fait que les diamètres du cylindre, du piston, de la tige du piston et du nez sont choisis de manière que les variations de volume de chacune des deux cham bres hydrauliques sous l'effet du mouvement du pis ton soient égales et de signe contraire.